[아하! 우주] 보이저 2호, 태양계 탈출 임박…41년 동안 178억㎞ 비행

41년 전 지구를 떠난 태양계 탐사선 보이저 2호가 머지않아 태양계를 벗어날 것이라고 미항공우주국(NASA)이 14일(현지시간) 발표했다.

NASA 성명에 따르면, 보이저 2호가 보내온 위치 데이터를 분석한 결과 지난 10월 초에 태양계의 최전선에 접근하고 있음을 확인하게 되었다. NASA는 보이저 2호가 지난 8월 말부터 탐사선에 충돌하는 우주선(線·cosmic ray)의 양이 5%가량 늘어난 점을 근거로 태양권계면에 가까워진 것으로 추정한 바 있다.

1977년 지구를 떠난 보이저 2호는 1979년 7월에 목성을, 1981년 8월에 토성을, 1986년 1월에 천왕성, 1989년 2월에 해왕성을 각각 스쳐 지나면서 이들 행성과 위성들에 관한 많은 자료와 사진을 전송했다. 미션을 완료한 보이저 2호는 곧장 태양계 가장자리를 향해 맹렬히 질주한 끝에 태양계 탈출을 앞두게 된 것이다.

보이저로부터 온 새로운 데이터는 태양계의 특징인 저에너지 입자를 추적하는 저에너지 망원경에서 수집된 것이다. 2012년 보이저 1호가 태양계를 떠나는 작별인사 때 보내온 데이터에 비추어볼 때, 보이저 2호 역시 태양계를 벗어날 즈음에는 저에너지 입자와의 충돌이 거의 사라질 것으로 미션팀은 예측하고 있다.

미션팀은 11월 초, 탐사선에 충돌하는 입자 수가 급격히 감소했음을 발견했다. 그러나 거의 0으로 떨어지지는 않았다는 것은 과학자들이 보이저가 최종적으로 태양계의 벗어났다고 선언하기에는 때이르다는 사실을 말해준다. 보이저 1호도 지난 2012년 5월 지금의 보이저 2호처럼 우주선 측정량이 늘어난 지 3개월 뒤 태양권계면을 넘어 성간우주에 진입했다.

새로운 데이터에는 태양계를 벗어나 성간 공간으로 진출을 앞두고 있는 보이저 2호에 대한 첫번째 경고도 포함되어 있다. 이 경고는 고에너지 입자를 측정하는 탐사선의 고에너지 망원경에서 수집된 것으로, 그 입자들은 우주선이 태양계를 떠날 때 더욱 증가할 것이다.

고에너지 입자의 급격한 증가는 우주선이 헬리오포즈(태양권계면)라고 불리는 태양계의 거품 보호막에서 점차 벗어나고 있음을 뜻한다. 그 거품은 태양풍에 의해 형성되는 것으로, 태양에서 방출된 하전 입자들의 일정한 흐름이 태양 대기에서 빠르게 가속된 다음 전 태양계를 가로지르는 것이다.

보이저 2호는 거대한 버블처럼 태양을 둘러싸고 있는 태양권(heliosphere)의 가장 바깥 언저리를 비행해왔으며, 보이저 미션팀은 탐사선이 성간 물질의 압력으로 태양풍이 더는 뻗어나가지 못하는 태양권계면 도달 시점을 주시해왔다. 이는 태양의 물질과 자기장이 미치는 영향이 끝나고 성간우주가 시작되는 지점이라 할 수 있다.

보이저 2호가 태양풍의 먼 가장자리를 조사하고 있을 때에도 NASA의 새로운 탐사선이 태양풍이 그렇게 빠른 속도로 가속되는 장소를 조사하기 시작했다. 그것은 코로나라고 불리는 태양의 외부 대기다. 8월에 발사된 NASA의 파커 솔라 프로브는 이달 초 태양을 중심으로 한 24차례의 궤도 비행 중 첫 근일점 통과를 성공했다.

지난 1977년 8월 20일 발사된 무게 722kg의 보이저 2호는 지금까지 약 178억㎞를 비행했다. 이는 태양-지구 거리를 기준으로 하는 천문단위(AU)로 환산할 때 120AU에 달하는 것이다.

이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com